Кабельної називається лінія для передачі електроенергії, що складається з одного або декількох паралельних кабелів із сполучними, стопорними і кінцевими муфтами.
Кабель має одну або кілька ізольованих струмопровідних жив, укладених в герметичну оболонку, яка може бути захищена від механічних пошкоджень бронею.
Кабельні лінії в порівнянні з повітряними мають ряд переваг. В основному вони не піддаються атмосферних впливів і тому більш надійні в експлуатації. На обмеженій території може бути прокладено кілька кабельних ліній, так як вони досить компактні. Разом з тим, кабельні лінії значно дорожче повітряних. Вони більш складні в експлуатації, в них важче знайти і усунути пошкодження.
Кабельні лінії широко застосовуються для передачі і розподілу електричної енергії на території міст, промислових підприємств. При цьому використовуються різні кабелі і різні способи їх прокладки.
12 Конструкції кабелів
По номінальній напрузі їх умовно ділять на кабелі низької і високої напруги.
До кабелям низької напруги відносять кабелі, призначені для роботи в мережах напругою до 35 кВ. Вони випускаються з паперовою просоченою, гумової та пластмасової ізоляцією в одно-, двох-, трьох- і четирёхжільном виконанні. При цьому четирёхжільний кабель застосовується в мережах з глухо-заземленою нейтраллю напругою до 1 кВ, де четверта жила є нульовий.
Кабелі високої напруги служать для роботи в мережах напругою 110 кВ і вище. Вони випускаються з пластмасовою або просоченого маслом паперовою ізоляцією -
маслонаполненние кабелі низького і високого тиску. Відомі розробки газонаповнених кабелів.
Традиційними металами для струмопровідних жил є алюміній і мідь.
Кабелі сбумажной просоченою ізоляцією випускаються на напруги до 35 кВ. Їх ізоляція складається зі стрічок кабельного паперу, просоченої маслоканіфольним складом. У кабелях напругою до 10 кВ кожна фаза ізолюється окремо, а потім поверх скручених ізольованих жил накладається поясна ізоляція.
Основним недоліком паперової просоченої ізоляції є її велика гігроскопічність. Для захисту ізоляції від зволоження кабелі укладають в алюмінієву або свинцеву оболонку. В даний час, як правило, застосовується алюмінієва оболонка, яка досить герметична, механічно міцніша і значно легше свинцевою. Однак кабелі з алюмінієвими оболонками не можна застосовувати в умовах впливу на них агресивних середовищ, там необхідно використовувати кабелі зі свинцевою оболонкою.
Кабелі на напругу 35 кВ в трижильний виконанні складаються з трьох круглих ізольованих жив, кожна з яких має свинцеву оболонку.
Металеві оболонки захищаються від корозії і механічних пошкоджень. Захист від механічних пошкоджень здійснюється бронею зі сталевих стрічок або сталевих оцинкованих круглих дротів. Поверх броні накладають захисне покриття від корозії з кабельної пряжі, просоченої бітумом.
На рис. 19, а представлений четирёхжільний кабель на напругу 380 В, що складається з: 1 - струмопровідних фазних жил; 2 - фазної і поясний ізоляцій; 3 - захисної оболонки; 4-сталевий броні; 5 - захисного покриття; 6 - паперового заповнення; 7 - нульової жили.
Трижильний кабель на напругу 10 кВ (рис. 19, б) включає: 1 - струмопровідні жили; 2 - фазную ізоляцію; 3 - поясний ізоляцію; 4 - захисну оболонку; 5 - подушку під бронею; 6 - сталеву броню; 7 - захисне покриття; 8 - заповнення.
Трижильний кабель на напругу 35 кВ показаний на рис. 19, ст. До його складу входять: 1 - круглі струмопровідні жили; 2 - полупроводящіе екрани; 3 - фазна ізоляція; 4 - свинцева оболонка; 5 - подушка; 6 - заповнювач; 7 - сталева броня; 8 - захисне покриття.
Кабелі з гумовою ізоляцією випускаються на напругу до 10 кВ, причому при напрузі понад 1 кВ виготовляються тільки одножильними. Основною перевагою даних кабелів є їх гнучкість. Поверх ізольованих гумою жив накладається оболонка з полівінілхлориду або шлангової гуми.
Кабелі з пластмасовою ізоляцією вважаються найбільш перспективними серед інших кабелів під напругою до 110 кВ. Застосування пластмас дозволяє полегшити конструкцію кабелю, спростити їх прокладку, монтаж і технологію виготовлення. Основними ізоляційними матеріалами в даних кабелях є поліетилен і полівінілхлорид.
Конструкція кабелю напругою до 1 кВ з пластмасовою ізоляцією типу АПВГ показана на рис. 20, а. Алюмінієві жили 1 покриті фазной 2 і поясний 3 поліетиленовою ізоляцією і поміщені в поливинилхлоридную оболонку 4.
Кабелі на напругу 10-35 кВ випускаються, як правило, з ізоляцією з поліетилену одно- або трижильний. Одна з конструкцій такого кабелю представлена на рис. 20, б.
Мал. 19. Кабелі з паперовою просоченою ізоляцією на напругу: а - 380 В; б - 10 кВ; в - 35 кВ
Мал. 20. Кабелі з пластмасовою ізоляцією на напругу:
а - до 1 кВ типу АПВГ; б - 35 кВ:
1 - жила; 2 - центральне заповнення; 3 - електропровідний екран по жилі;
4 - ізоляція із зшитого поліетилену; 5 - електропровідний екран по ізоляції;
6 - провідна стрічка; 7 - металевий екран; 8 - междужільное заповнення; 9 -
оболонка; 10 - броня; 11 - зовнішня оболонка
У маслонаповненому кабелі низького тиску паперова ізоляція просочується складом з малов'язкого дегазованого масла, яке знаходиться в кабелі під надлишковим тиском. Для цього в конструкції кабелю передбачені маслопроводящіе канали, а вздовж кабельної лінії встановлені баки харчування і тиску масла. На рис. 21, а наведена одна з конструкцій кабелю низького тиску, який складається з: 1 - струмопровідної жили з каналом для масла в центрі; 2 - ізоляції; 3 - свинцевою оболонки; 4 - дротяної броні; 5 - антикорозійного покриття.
Мал. 21. Маслонаповнені кабелі: а - низького тиску; б - високого тиску
Маслонаповнені кабелі високого тиску складаються з трьох одножильних кабелів, поміщених в сталеву трубу, яка заповнена маслом під тиском 1,5 МПа. Електрична міцність таких кабелів вище, ніж кабелів низького тиску, а сталевий трубопровід забезпечує їх надійний захист від механічних пошкоджень. Однак монтаж таких кабелів складніше і їх вартість вище.
Конструкція маслонаполненного кабелю високого тиску показана на рис. 21, б, де 1 - антикорозійне покриття; 2 - сталева труба; 3 - ізоляційне масло; 4 - струмопровідна жила; 5 - дроту ковзання; 6 - паперова ізоляція; 7 - екрани по ізоляції; 8 - екран по жилі.
Газонаповнені кабелі виконані так, що безпосередньо в кабель підводиться під тиском чистий сухий газ, в якості якого застосовується азот або елегаз. Електрична міцність газонаповнених кабелів значно нижче, ніж маслонаповнених.
13 Способи прокладки кабельних ліній
Спосіб і конструктивне виконання прокладки кабельних ліній вибираються в залежності від числа кабелів, умов проходження траси, наявності або відсутності вибухонебезпечних газів, важчий за повітря, ступеня забрудненості ґрунту, вимог експлуатації і економічних чинників.
Прокладка кабелів може здійснюватися в траншеях і спеціальних кабельних спорудах.
Кабельним спорудою називається спорудження, спеціально призначене для розміщення в ньому кабелів і кабельних муфт. До них відносяться: кабельні тунелі, канали, короби, блоки, шахти, поверхи, подвійні підлоги, естакади, галереї, камери.
Усередині кабельних споруд і виробничих приміщень кабелі прокладають на сталевих конструкціях різного виконання (рис. 22): на настінних конструкціях, лотках, в коробах.
Найбільш простий є прокладка кабелів в траншеях (рис. 23, а). Земляна траншея для укладання кабелів має глибину не менше 800 мм. На її дні створюють м'яку подушку з просіяного землі. Ширина траншеї залежить від числа прокладаються в ній кабелів. Відстань між кабелями на напругу до 10 кВ повинно бути не менше 100 мм. Кабелі укладають на дні траншеї в один ряд, а їх кількість в одній траншеї не повинна перевищувати шести. Для захисту від механічних пошкоджень кабельну лінію на напругу вище 1 кВ по всій довжині зверху шару засипки покривають бетонними плитами пли цеглою.
Мал. 22. Конструктивне виконання кабельних прокладок: а - на настінних конструкціях; б - на лотках; в - в коробах
Прокладка в траншеях не застосовується на ділянках з великим числом кабелів, при великій насиченості території підземними та наземними технологічними і транспортними комунікаціями та іншими спорудами, в місцях, де можливі блукаючі струми небезпечних значень, великі механічні навантаження.
Кабельним каналом називається непрохідне споруда, закрите і заглиблених в грунт, підлогу, перекриття або інше, призначене для розміщення в ньому кабелів. Прокладка кабелів у каналах (рис. 23, б) є більш дорогої, ніж в траншеях.
Кабельний тунель - закрита споруда з розташованими в ньому опорними конструкціями для розміщення на них кабелів і кабельних муфт, з вільним проходом по всій довжині, що дозволяє виробляти прокладку, ремонти і огляд кабелів. (Рис. 23, в)
Кабельним блоком називається кабельна споруда з трубами для прокладки кабелів з відносяться до нього колодязями. Прокладка кабелів у блоках (рис. 23, г) надійна, але найменш економічна як за вартістю, так і по пропускній здатності кабелів. Тип кабельних блоків вибирається залежно від рівня грунтових вод, їх агресивність і наявності блукаючих струмів.
Мал. 23. Способи прокладки кабелів: а - в траншеї; б - в каналі; в - в тунелі; г - в блоці
Кабельна естакада - надземне або наземна відкрите протяжне кабельна споруда. Кабельна галерея - надземне або наземна закрите повністю або частково протяжне прохідне кабельна споруда. Їх застосовують замість тунелів при великому числі кабелів.
14 Джерела живлення і вимоги до надійності електропостачання
Електропостачання об'єкта може здійснюватися від власної електростанції (ТЕЦ, ГТЕС, ДПЕМ), від енергетичної системи, а також від енергетичної системи при наявності власної електростанції.
Для електропостачання електроприймачів особливої групи повинен передбачатися додатковий третій джерело живлення, потужність якого повинна забезпечувати безаварійну зупинку процесу.